物理:《实验1探究弹力和弹簧伸长的关系》课件(新人教版必修1).ppt
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1、实验1 探究弹力和弹簧伸长的关系,知识与技能 1理解该实验的原理 2了解实验器材及步骤 过程与方法 学习本实验所用的科学方法 情感、态度与价值观 培养学生认真读取数据,一丝不苟的科学精神,学习目标,1如下图所示,弹簧在下端悬挂钩码时会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码的重力大小相等,知识点解析,知识点1 实验原理,2用刻度尺测量出弹簧在不同钩码拉力下的伸长量x,建立坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,用平滑的曲线连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与伸长量间的关系,轻质弹簧(一根),钩码(一盒),刻度尺,铁架
2、台,重垂线,坐标纸,三角板,1将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用刻度尺测出弹簧自然伸长状态时的长度L0,即原长 2如图所示,将已知质量的钩码挂在弹簧的下端,在平衡时测出弹簧的总长并计算钩码的重力,填写在记录表格里,3.改变所挂钩码的质量,重复上述的实验过程多次,1用公式xLL0计算出弹簧各次的伸长量,填入上表 2以弹力F(大小等于所挂钩码的重力)为纵坐标,以弹簧的伸长量x为横坐标,用描点法作图连接各点,得出弹力F随弹簧伸长量x变化的图线 3以弹簧伸长量为自变量,写出曲线所代表的函数首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数,4得出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系,研究并解释函数表达式中常数
3、的物理意义,由于弹簧原长及伸长量的测量都不便于操作,故存在较大的测量误差,另外由于弹簧自身的重力的影响,即当未放重物时,弹簧在自身重力的作用下,已经有一个伸长量,这样在作图线时,图线与x轴有一截距,1所挂钩码不要过重,以免弹簧被过分拉伸,超出它的弹性限度要注意观察,适可而止 2每次所挂钩码的质量差尽量大一些,从而使坐标上描的点尽可能稀一些,这样作出的图线精确 3测弹簧长度时,一定要在弹簧竖直悬挂且处于平衡状态时测量,刻度尺要保持竖直并靠近弹簧,以免增大误差 4描点画线时,所描的点不一定都落在一条曲线上,但应注意一定要使各点均匀分布在曲线的两侧 5记录数据时要注意弹力及弹簧伸长量的对应关系及单位
4、,例1某同学在做“探索弹力与弹簧伸长的关系”实验时,所得的数据如下表所示:(1)画出弹力F与伸长量x的关系图线(实验中所挂钩码,每个50g,当地重力加速度g10m/s2);(2)写出弹力F与弹簧伸长量x的关系式;(3)指出表达式中常量的物理意义;(4)若以弹力为纵坐标,以弹簧长度为横坐标,画出对应的图线,写出函数关系式,说明常量的物理意义.,典型例题解析,题型 1 实验数据的处理与分析,解析:(1)每个钩码重mg0.0510N0.5N,由二力平衡,弹力大小等于所挂钩码重量,则,建立直角坐标系描点作图,如图所示,意义:6.170.463为纵截距,是一个与伸长量无关的常数,变式训练1 某同学用如下
5、图所示装置做“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验 他先测出不挂砝码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,然后在弹簧下端挂上砝码,并逐个增加砝码,测出指针所指的标尺刻度,所得数据列表如下:(重力加速度g9.8m/s2),(1)根据所测数据,在下图所示的坐标纸上作出弹簧指针所指的标尺刻度x与砝码质量m的关系曲线,(2)根据所测得的数据和关系曲线可以判断,在_N范围内弹力大小与弹簧伸长关系满足胡克定律,这种规格弹簧的劲度系数_N/m. 答案:(1)见解析 (2)04.9 25,解析:本例主要考查用图象法处理数据的方法,以及根据实验结果(图象)判断分析实验结论的能力 (1)根据题目中所测量的数据进行描点,然后用平
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